一種基于雷達干涉測量和采用地表儀器的新技術，用于監測意大利的Tessina滑坡。這項技術可以高空間分辨率和精確度，獲得整個滑坡耗損區的多時象地表變形圖。使用的便攜裝置是線性SAR（LISA），能夠提供17GHz，合成孔徑達到2.8米的測量。通過在兩個基準點，將記錄的像素位移與由電動經緯儀和電子測距儀的測量數據相比，證明結果是有效的。一、概述世界上許多地方，滑坡影響城市或人類活動，由于在穩定性方面實施防范措施困難，通常成了不得已的與人類“共棲”的危險情況。為了保證人類生命、相關財產和基礎設施的安全，優良風險管理需要有報警系統。該系統是基于從固定監測儀器中實時采集可靠數據。特別對報警事件，在難以操作的情況下，數據的實時有效性是預測短期移動變化的基礎，并據此判定風險情況。在塊體活動行為的參數中，分離或堆積區地表地形的變化特別重要。總的來說，地表監測技術，土工技術監測（傾斜計、應變儀和測距器等）和GPS或常規地形測量都提供了滑坡區確切數量點的信息。盡管單點數據很精確，它主要用于特別重要的地區（滑坡頂、耗損區和堆積區等），但不能據此推斷整個區域的情況，這一點對于大面積滑坡或復雜邊坡移動特別重要，因為它們表現為不同的移動模式。為了克服這一局限性，在大規模和復雜監測網中通常要用地形和/或儀器測量。但這些常規監測技術不能提供詳細的空間延拓信息，而且不能應用于處于高風險或尚未形成滑坡的地段。合成孔徑雷達（SAR）技術，通過機載或地面傳感器進行作業，在評價大范圍的地表位移中已經證明了其優越性能，特別是沿觀測器的傳感器目標線它可以探測高精度位移。作者已經在一個項目中研究過地面SAR干涉測量監測滑坡位移的性能，為了在測試這一技術在野外的適用性，對包含不同動力學和材料的各種地面運動進行了大量的試驗。二、地面微分SAR干涉測量這是一種地面位移的遙感測量方法，可以在野外測量時提供一地面變形場，無需在地面確定目標的位置，也無需任何與斜坡的實際接觸。這一技術是基于SAR和干涉測量技術（InSAR），起初是從衛星進行地表觀察發展起來的。InSAR是基于同樣情況獲得的兩個雷達相信息之間的比較，利用一對復雜的SAR圖像，前者和后者分別作為主（m）和從（s）像，根據下式可以獲得干涉圖（I）：I（k,l）＝m(k,l)S(k,l)*（1）其中*表示共軛干涉圖中每一像素相作為干涉測量相的參考，具有以下不同的作用：1．地形影響。這一作用與相應干涉圖像素的地形高度有關，主要是針對獲得映像區數據高程模型（DEM）的InSAR應用。這一作用起源于獲得兩個圖像的位置不同。因此，對于在同樣位置（零基線）獲得的像對這一作用不存在。2．介電效應。這一作用與透過大氣層傳播和反射目標的介電性質的相轉化有關。一般假定獲得的兩個圖像介電特征相似。若考慮到兩者間不同的采集和時間間隔的相關情況，則有必要進行特別分析。3．填圖地帶的位移。單個SAR圖像的每一像素相都包含：相應像素的傳感器和地形間沿系統觀測器目標線（LOS）絕對距離的信息。當在SAR采集像對的時間間隔發生地形位移，相應地，干涉圖的相位也同時變化。InSAR主要是針對獲得影像區的位移而發揮作用。假定干涉相位對介電壓力的影響可以忽略或中等，分辨兩剩余貢獻的可能性，主要是取決于為了消除一個影響保留另一個影響而恰當的選擇參數。為獲得DEM，需要采集不同位置、同樣衛星通道的圖像。另一方面，為了獲得位移模式，需要在不同的時間間隔、完全重復的同樣軌道（零基線）采集圖像，這在實際工作中很難實現。為了獲得“不受地形限制”的干涉測量圖，其相位可以與地形運動直接相聯系。已經提出兩種不同的方法，前者稱為三回程干涉圖，用到了第三個圖像；后者稱為DEM提取方法，通過采用觀察區現有的DEM和采集成對圖像過程中傳感器軌道（軌道參數）的精確資料得到合成干涉圖。InSAR的這一特殊應用稱為微分InSAR（DInSAR）。另一方面，通過地面平臺，通常可以獲得零基線的理想狀況，幾個圖像就足夠生成不受地形限制的干涉圖，最后，獲得位移信息。無論什么時候GB—DInSAR用于監測移動，平臺和特殊方法是獨立地，終產物可以稱為位移圖，具有以下特征：1．位移的測量涉及沿SAR系統觀測器目標線和采集SAR圖像的時間間隔中真實位移的合成。2．空間分辨率等于原始SAR圖像的空間分辨率；如果在處理過程的一些步驟要取空間平均，空間分辨率會降低。摘盡管在一拘些參考文垂獻中，在矛滑坡分析誦中用機載印數據應用咳DInS傲AR騎的幾個例越子可行，貧但是傳感補器事實上渣具有一些篩操作上的縱困難。動Waso慣wski久和朋Gost悄elow江討論了由驕于兩個衛萌星參數和陷DInS救AR覽技術的固臉有局限性冠造成的主昆要局限性紫，總結如味下：句1析．采集圖詢像：典型些的入射角戲和軌道跡牧線僅對垂歉直和交叉負方位角（泥近似為東勢－西向）章位移組成型有可接受甲的靈敏度劉。水2稈．幾何失默真：湊SAR銷圖像本身偵受將來失議真（前縮階短、雷達康圖象折疊尖、屏蔽）邁的影響，積嚴重地限麗制了在陡珠坡或窄谷畫滑坡的觀燥測，只能旁通過上升狼或下降采共集數據將組這些局限躍性部分去應除。關3鞏．空間分媽辨率：衛餅星的有效愧空間分辨權率范圍為議15征～伶30m花；但只在蟻需要時序RADA顧RSAT構才能夠獲狀得幼10送×沖9m話數據。總倒之這些分慧辨率只適栗用于大比根例尺的邊膊坡移動。杯4絲．重訪問長時間：對伙ERS鹽是扎35探天，對津RADA謠RSAT董是縣24腳天，對鳴JERS掘是祖44就天，故不但宜用時間望范圍監測持高變形率坐。配5埋．時間解票相關：觀榨測范圍的描變化會降交低干涉圖絹質量，從沫而影響此砌技術的應象用，這種親情況通常洪發生在經粥常有滑動息現象的茂姑密植被覆奴蓋區發生鑼；總之，償相關性損榮失與采集墾的時間間喉隔相關。宗地面雷達掩的應用可猾以使我們液克服許多祖與機載干事涉測量相噸關的限制遙因素，而屢且可以獲個得斜坡固在有特征的所一些變量風，如范圍得、運動機導制、位移蝕程度、含未水率、活絲動情況和移分布狀態質等。事實叉上，為了藏使這些參償數適應于命各種特定廈情況，這由樣一種方昨法可以改娛變觀測參壘數（如與只目標的距蘿離、觀測船頻率、合采成孔徑長盛度、入射牛角和重訪碰問時間）邀。攔另一方面置，地面系于統受到不振同限制，牛如可能僅賀覆蓋有限化范圍的面渾積。此外頁，由于在姐采集時該誰系統應當還固定在一掩穩定位置唇和合成孔土徑的有限遞范圍，方責位角的空展間分辨率厘取決于與美傳感器的榮距離和相避對于傳感惱器的側向賓位移，獲尋得的方位囑角分辨率無遠非最佳能值。然而瓶，盡管獲從得的空間搞分辨率低溝于最佳值惱幾個數量章級，對于脅監測滑坡保運動也足習夠了。沫三預、枕Tess芽in姜a斧滑坡迅Tess懲ina挑滑坡位于惹Tess停ina垮峽谷，高索度在臟625咽～譯1220曠m疼之間，最英大寬度麗500m霸，總體積丙700悟萬寬m宵3徐。滑坡含裳有復理石殘地層，由戀泥灰質粘必土和砂屑嘉石灰巖互姐層組成，俱總厚度遲1000斗～跌1200段m物。該地層饑為整個滑勺動區的不岸透水基巖坊，而且在仔Teve明rone啄（主要由芳fada浙lto勻灰巖組成永）山腳出睜露。存在啄20交世紀甜60弦年代，幾攏次滑坡活收動造成了鞏約歪500絹萬揚m抖3豐的物質堆爽滿了乏Tess盞ina廳峽谷。這過些滑坡活旁動嚴重危節及了識Fune款s嘉村莊，該錢村莊起初塊位于河床坡上游的陡前坡上，現受在幾乎與狼泥石流處戰于同樣的太水平面。建1992胸年斯4渠月的滑坡協活動危及言了尤Lamo喬sano痰和免Fune篩s請村莊。芬四、材料增、方法和愚測量活動灘本項研究違應用的地州面胖SAR巾孔徑是便非攜式的，世稱為線性監SAR弦（舊LSAR陷）。睬LISA驕系統主要俘組成如下慌：貢1來．微波系計統由連續止波階梯式努頻率（年CW蜘—雖SF額）雷達組名成，逗30kH禿Z竿～拼6GHZ系信號源網撈絡分析儀插（恒NWA齡）為其基兩礎；相關侍轉化模塊禿可以將操留作頻率拓貍展至紅17GH姑Z獅。盯2折．由直角羽形成的機佛械構件長窩2.8m顆，裝有一們雷達天線疤，由線性吸定位儀控竊制其移動羽。傘測量活動吉在明2000磨年猜9壩月茅25衫日到叢10損月剛13因日之間進勉行，儀器灘安裝在耗茅損區前的著對面一個皂997.牽3m薪高的穩定現斜坡上。未軌道由混儀凝土工事神固定，采臣集和可視薄化的電子砌儀器位于害已有建筑之上。在這籍項工作中藍，為了盡妻量容易安氣裝，考慮良到實際操閉作時的典經型情況對料活動中采理用的儀器飛作了設計得。系統的萍安裝包括眾初步校準仁測量，只飽需要幾小換時。焰運行的雷覆達觀測頻縣帶為宣16.7器0張～匹16.7什8GHz嗎，步長為痰100k押Hz移并進行抓VV昨極化，總丙共有憶801冷個頻率點潮。傳輸功銀率為想25dB扭m表（約顏300m捎W社）。通過敲移動天線蜻拖運器進襪行天線合分成，沿申2.4m嫌合成孔徑禁的方位角農步長為照6mm汗，總共有獵401革個方位點翁。披這些運行禍條件的空踏間分辨率俯范圍約為席2m口。影像區豪內的方位亡角分辨率突是不連續貴的，范圍涌在唯0.5悄～京3.75轉m樂，在中心質處的值為堆2辟。浪LOS倆位移檢測禾系統精確袋度的理論正極限約為精0.5m域m覆（相應于拒工作頻率飯20埋o胡的周相移黑動）。劑在完全同杠樣的位置耀進行重復剛采集數據惱，間隔為魚14玉分鐘。總功之，收集營到總共約此400沿組按連續誕順序排列哪的初始數器據集。扯數據處理智鏈包括不錯同的步驟棄。首先用鄭固定點測互量獲取的倘單一的參謎考標準程奴序將每一竄原始數據瓶集標準化袋；之后采便用時間域離SAR蔬處理器將打標準數據跡集中。這誓一方法已貴經得到發探展，可以左有效地應益用于設計拖圖像的方暗位延伸遠省遠大于合止成孔徑的化特別情況塊。在這種態情況下，舊需要更多逼的存儲要駛求，這就出影響了其細它角SAR帖方法的應資用，如范蝦圍移動和絡脈沖計算業方法。此梯外，可以懷忽略計算睬時間的影項響，對任筍意點集進紙行集中。品這一特性逃易于將當肌地地形信谷息結合起茂來。在簡這化分析結卷果時，綜麗合圖像可島以直接參鈔考已有區朵域的帝DEM績。同樣據僵此簡化與記地面真實責數據的比介較，因為藏在這種情這況下，用低有效匹DEM籃的近似精團確性可以考很容易地莖在圖像中緞確定定義設點的位置嗓。為了保賺證適當的壟重復取樣存要選擇點秒柵格。鴨最后，根億據式（抓1卻）從每一絲像對得到斷干涉圖。富當不能肯挖定相位測面量結果，播掩蔽這些蜻像素要用財到附加的種一步，見慰式（揚2褲）：嚴終其中獄，蹲m守是主像狼，個s峰是從像翅，艘*撒和惑E飽[端＃留]澤分別指共撿軛值和數稻學期望值燭。拍對于給定慣的圖像集細，將第一氧個作為主津像，按圖鼠像順序將得相關圖的塞順序作為跟從像。之氏后為了僅爭保留相關才性總是超尖過特定閥佛值的像素話，分析相食關性的時絡間變化。底五、討論附和驗證簡確定最高查反射系數泡（淺色）終如何來自梅貧瘠或少蘇有植被的瓜土壤（如按草、矮灌繁木）是可輝能的。這錢些高反射淡率的區域澇邊界與植筋被界線完藥全一致。棗有樹木和范茂密灌木沒的茂密植誘被區反射羊系數較低減，在圖像嫁上表現為獲暗色。李由于采集偷的時間間宵隔短（鵝14鏡分鐘），鑒地面介電拘常數的變羨化可以忽者略，相位攝變化為發?著ψ碗，在罩LOS壺方向轉化瓣為地面位鳳移舊?扭r錦，相應于彎下式：棵?端r遣＝妻λ這·撫?勢ψ遲/4赤π井執螺睡航音述華既令圣（乓3劫）族當在這一滲間隔內發射生特定的偶大氣情況固，要認真揭地核查數倚據，當這被些影響不寨能忽略時選要將數據尺丟棄。堪在誤2天和租45尿分鐘的時猜間間隔有芒8牌幅干涉圖呈，經過典DEM殲處理，相渣關性低的侵區域被掩壁蔽。為了訓易于解譯悉，需投影懷到水平面涉。弄根據式（徑3潛）干涉圖聲的色彩范伍圍表現了凈轉化為微館米的相差橫，反過來葉直接對應已于拜LOS銷方向的地偉面運動。醉負值表示肯距離減小艇，如向觀恰測者運動彎，只有可嫩以沿體LOS幕方向測得濾的移動值銜得進行附買加說明。喝GB驚－恒InSA茂R拼的幾何布掏置與機載疑觀測具有廁極大的差催別，盞LOS杯定位完全異取決于當誼地的地形沉情況。另倡一方面，善如果可以炭使用詳細艙的隙DEM賢，關于特糧定方向，駝例如當地瓜斜坡方向震的稀LOS婆定位，可與以通過精知確計算獲技得。對整敗幅圖每一步像素的憲LOS挽和當地斜疼坡方向夾急角進行計董算。此外芹，地形系貢統對基準換點運動方僚向進行了刮獨立評價膚，對每一來基準點各聽種方向和辟當地華LOS栽方向的夾冠角進行的鍵評價結果先表明，至息少有務60赴%靈的運動是遍沿著環LOS炸方向。膚已經指出喊沒有將相旨值展開，篩變形值會濃受測相固輸有模糊的姿影響：如孝果向觀測旦者的地面滅位移超過棒范圍的末污端，萍如雨-更0.25熱λ套＝邁-4.5眠m段m罷，連續值蔽會從相對鼓的范圍末電端沸重新開始爸，如＋屢0.25緞λ悼＝頭4.5m舅m卻。地面位堪移達播到臟0.萄5逢λ雨＝寶9m品m遲后，圖像抽像素再次幫同相（值碗為貴0陵）。飲從第一幅錫干涉圖開鑄始形成邊笨界，相覆帝蓋的典型門影響就非夜常明顯。你在最后一魯幅圖中完洽全形成的動邊界表明冒發生了幾為個相循環狡，不規則劍圖案源于燈復雜的滑在坡運動。鴉干涉序列懼的嚴格檢巴驗表明有浮一復雜的肺變位場，咽在滑坡主棗要陡崖下震有明顯的技兩段在運兼動。兩段廈都有拉長秋的形狀，吳東邊的一鐮個靠近左踏側滑坡側鈔面，按順扇序逐漸向凝上擴展。結這一順序輩可以識別熊出東段最友大的位移襲（右側滑勸坡側面附圓近），表蛾明冊在畫1母4末分鐘內出傭峰率辮為籠8.5m盾m怠，之后約勸為肺36mm賺/雷h鍋。很明顯圣位移模式蘭與由測量恒活動期間翁暴雨造成乎的表層泥紛石流的前盼進和后退炸相關。逐認步比較連縫續干涉圖柴，可以詳屬細地觀測器到滑坡的擇演化。在洪整個順序藝中，滑坡稀活動的分拾布保持同恭樣的位移告模式，表沒明在調查相時間間隔計恒定的位悼移率。步只有兩個梳基準點，在標號廟為捐61劉0蔑和絡61蕉1才定位在雷槽達測量時適移動的分筍段中。對魔兩基準點自的雷達和填光學測量稱結果相比媽，在兩種抖情形下，伯定位包括泰基準點的漢像素，在滿一系列連何續干涉圖微中考慮同男樣的像素勢，提取和優展開單個胖取樣點的魄位移歷史比。由于缺眼乏顧SA細R笛采集的時雅間間隔，濁利用光學檔數據來校霞正展開雷租達測量結太果。箏結果表做明拿4理8懂小時的時棉間間隔內兔，近似恒塔定的位移粱率瓶為延11.7廟mm/倆h極，最大偏女差小晴于雀3.0m償m逮兩種獨立雁技術分析煩的結果非繪常一致。葵此外，光蹤學測量可岔能受到因下晝夜溫差絨造成的系睛統誤差的費影響。為禍此，為了粗和雷達觀脖測進行直中接比較，祝對光學數混據進行內聞插。內插古結果表明蕩在限4確8硬小時內共嶼發生悅了阻9m褲m姻的位移，瓣相應的平爸均有效速糕度季為豈0.35韻mm/墊h駐。盡管位秤移率低，下相關性也概低，在這羽一情況下耳，將差異香限制陷在蟲3m縣m撐，雷達觀雕測也表現歷出非常相謀似的趨勢閃。臘基準訊點奧61夜0舌的數據也袋用于進一凈步評價雷打達方法的何精確程度刺。特別是在在對精確陵格柵重新正取樣后，簽計算了光明學和雷達叢測量差別溝的標準偏陪差，結果州值奸為寫1.7m終m竟，可以認秀為是在采總用的運行龍條件下監喪測地表位蹤移雷達干丟涉方法的滿精確度。六、結論磁通過在很倍短時